As rexións do cerebro poden interconectarse de novo

Científicos de Tubinga demostraron por primeira vez que as redes nerviosas amplamente distribuídas no cerebro poden reorganizarse fundamentalmente segundo sexa requirido.

Científicos do Instituto Max Planck de Cibernética Biolóxica de Tubinga puideron demostrar por primeira vez a través da estimulación experimental das células nerviosas do hipocampo que a actividade de grandes áreas do cerebro pode cambiarse a longo prazo. Ao combinar a imaxe de resonancia magnética funcional con microestimulación e electrofisioloxía, foron capaces de rastrexar como se reconectan as grandes poboacións de células nerviosas nas forebrains das ratas. Esta área do cerebro está activa cando recordamos algo ou nos orientamos. O coñecemento adquirido é a primeira proba experimental de que grandes partes do cerebro cambian cando teñen lugar os procesos de aprendizaxe. (Bioloxía actual, 10 de marzo de 2009)

A propiedade das sinapsis, das células nerviosas ou de áreas cerebrais enteiras de cambiar segundo o seu uso é o que os científicos denominan plasticidade neuronal. É un mecanismo elemental para os procesos de aprendizaxe e memoria. A regra de aprendizaxe de Hebb (1949) xa explica este fenómeno en redes neuronais con sinapsis compartidas: se unha célula nerviosa A excita de forma permanente e repetida a célula nerviosa B, segundo o postulado do psicólogo Donald Olding Hebb, a sinapse cambia de tal xeito que a transmisión do sinal faise máis eficiente. Isto aumenta o potencial de membrana na neurona receptora. Este proceso de aprendizaxe, que pode durar uns minutos ata a vida, foi intensamente investigado no hipocampo.

Un gran número de estudos demostraron que o hipocampo é importante para a memoria e a orientación espacial en animais e humanos. Do mesmo xeito que a cortiza cerebral, o hipocampo tamén está formado por millóns de células nerviosas que están conectadas entre si mediante sinapsis. As células nerviosas comunícanse entre si empregando os chamados "potenciais de acción": impulsos eléctricos que se transmiten dende o transmisor á célula receptora. Se estes potenciais de acción ocorren con máis frecuencia ou máis rapidez ou de forma mellor coordinada, pode fortalecer a transmisión do sinal entre as células, a chamada potenciación a longo prazo (LTP).

veña: a transmisión do sinal amplifícase permanentemente. Considérase que o mecanismo deste reforzo é a base da aprendizaxe.

Aínda que os efectos da potenciación a longo prazo dentro do hipocampo son coñecidos desde hai moito tempo, antes non estaba claro como os cambios sinápticos nesta estrutura poden influír na actividade de redes neuronais enteiras, por exemplo redes corticais, fóra do hipocampo. Os científicos que traballan con Nikos Logothetis, director do Instituto Max Planck de Cibernética Biolóxica, agora investigaron sistematicamente por primeira vez. O especial da súa investigación é a combinación de diferentes métodos: mentres que o tomógrafo por resonancia magnética proporciona imaxes do fluxo sanguíneo no cerebro e, polo tanto, é unha medida indirecta da actividade das grandes redes nerviosas, os electrodos do cerebro miden directamente os potenciais de acción. e así a forza da condución nerviosa. Descubriuse que a amplificación da transmisión do estímulo así xerada mantívose despois da estimulación experimental. "Conseguimos demostrar unha reorganización a longo prazo nas redes nerviosas debido ao cambio de actividade nas sinapsis", dixo o Dr. Canles de Santiago. Os cambios mostráronse nunha mellor comunicación entre os hemisferios e nun fortalecemento das conexións no sistema límbico e na cortiza cerebral. Mentres que a cortiza cerebral é responsable das percepcións e movementos sensoriais, entre outras cousas, o sistema límbico procesa emocións e é responsable conxuntamente do desenvolvemento do comportamento impulsor.

Publicación orixinal

Santiago Canals, Michael Beyerlein, Hellmut Merkle e Nikos K. Logothetis: evidencia funcional de resonancia magnética para a reorganización da rede neuronal inducida por LTP. Bioloxía actual (2009), doi: 10.1016 / j.cub.2009.01.037

Fonte: Tubinga [mpg]